Introduction à la Visualisation Scientifique

Transcription

1 à la Visualisation Scientifique CEA, DAM, DIF 5 décembre 2008 à la Visualisation Scientifique p. 1 / 22

2 1 2 à 3 4 à 5 à la Visualisation Scientifique p. 2 / 22

3 à Ces dernières années : Augmentation du l utilisation de simulations Augmentation de la taille des données générées par ces simulations Augmentation de la complexité de ces données Nombre de dimensions Nombre de champs Nature des champs Difficulté croissante à appréhender l intégralité des données La est un outil essayant de répondre à ces problèmes à la Visualisation Scientifique p. 3 / 22

4 Données à Dimensionnalité Plusieurs dimensions, éventuellement aussi le temps Type Scalaires Vectorielles Tensorielles Multi-variées Non maillées Nuages de points Maillées Structurées Représentation implicite des cellules Seulement les valeurs sont stockées Non structurées Pas de représentation implicite possible Représentation des mailles et des valeurs à la Visualisation Scientifique p. 4 / 22

5 de données 1D Tracé de courbes à Histogrammes à la Visualisation Scientifique p. 5 / 22

6 de données 2D Isolignes Données scalaires 2D Reconstruire des lignes correspondant a des valeurs scalaires constantes à à la Visualisation Scientifique p. 6 / 22

7 de données 2D Cartes de hauteurs Données scalaires 2D Représente les données 2D par une vue 3D La hauteur est la valeur scalaire à à la Visualisation Scientifique p. 7 / 22

8 de données 2D/3D Champs de vecteurs Données scalaires 2D ou 3D Représentation des données par des flèches correspondant aux vecteurs à à la Visualisation Scientifique p. 8 / 22

9 de données 2D/3D Glyphs Données scalaires 2D ou 3D Représentation des données par des glyphs Forme, couleur, taille... des glyphs en fonction des données à à la Visualisation Scientifique p. 9 / 22

10 de données 2D/3D Streams (Suivi de particules) Données vectorielles 2D ou 3D Intégration de la trajectoire de particules dans un champ de vecteurs Représentation des lignes résultantes Attention au cas des données temporelles, ne prend en compte qu un seul pas de temps! à à la Visualisation Scientifique p. 10 / 22

11 de données 3D Isosurfaces Données scalaires 3D Représentation de la surface correspondant à une seule valeur scalaire Possibilité de modifier cette valeur pour explorer les données à à la Visualisation Scientifique p. 11 / 22

12 de donne es 3D Rendu volumique Ste phane Donne es scalaires 3D Repre sentation de toutes les donne es volumiques Associe une couleur et une opacite a chaque valeur scalaire : Fonction de transfert Possibilite de modifier la fonction de transfert pour explorer les donne es a a la Visualisation Scientifique p. 12 / 22

13 à Pour résumer Nature des données 1D 2D 3D Non Scalaires Nuages de points maillées Vectorielles Nuages de vecteurs Tensorielles Multivariées Coordonnées parallèles Glyphs Maillées Scalaires Tracé de courbes, Isolignes, Cartes de Isosurfaces, Rendu Histogrammes hauteur Volumique Vectorielles Cartes de vecteurs Champs de vecteurs, Streamlines, Tensorielles Multivariées Coordonnées parallèles Glyphs à la Visualisation Scientifique p. 13 / 22

14 paralle le Sort First Ste phane Partitionne l e cran Bon passage a l e chelle en augmentant la re solution Pour de petites donne es a a la Visualisation Scientifique p. 14 / 22

15 paralle le Sort Last Ste phane Partitionne les donne es Bon passage a l e chelle en augmentant la taille des donne es Pour de petites re solutions a a la Visualisation Scientifique p. 15 / 22

16 à Chromium VTK (utilise VTK) Visit (utilise VTK) Ensight à la Visualisation Scientifique p. 16 / 22

17 à VTK à VTK VTK est un framework et non un logiciel complet Ensemble de filtres opérant sur les données Chargement Traitement Visualisation... Chaque sortie de filtre est l entrée d un autre filtre Deux méthodes permettrent d enchaîner les filtres ensembles GetInput() SetOutput() à la Visualisation Scientifique p. 17 / 22

18 à VTK à VTK Un pipeline de rendu VTK est formé d une suite de filtres Evaluation paresseuse Ensemble de filtres opérant sur les données Chargement Traitement Visualisation Chaque sortie de filtre est l entrée d un autre filtre Enchaînés les uns aux autres à la Visualisation Scientifique p. 18 / 22

19 à VTK Exemple simple à à la Visualisation Scientifique p. 19 / 22

20 à à Logicel de Open Source et gratuit Fonctionne en séquentiel et en parallèle avec MPI Avec la même interface Lancement séquentiel : commande paraview Lancement parallèle : commande mpirun -np 4 paraview Lancement parallèle avec pvclient/pvserver... Utilise VTK Adapté aux données de grande taille à la Visualisation Scientifique p. 20 / 22

21 à Principe des filtres toujours présent mais caché par l interface Implications à l utilisation Difficultés à faire ce qu on veut! à à la Visualisation Scientifique p. 21 / 22

22 à De nombreuses méthodes et outils de Choix en fonction de la nature des données Outils existants très flexibles VTK est la solution la plus répandue Différentes incarnations à la Visualisation Scientifique p. 22 / 22